数学教育很重要, 这早有共识。但如何做好数学教育, 长期以来莫衷一是。

软粘土在地震时产生固结震陷可导致建筑物下沉、不均匀沉降和倾倒摧毁等破坏,因此研究软黏土固结震陷及其计算方法是防震减灾的重要课题。运用动力学等效应力原理,将震动固结问题在加荷期与卸荷期简化为常规固结问题,研究了单向与双向排水条件下,软黏土层在加荷与卸荷期间超静孔隙水压力的变化,提出一种相对简单的震陷量计算方法。利用天津市塘沽望海楼住宅区的有关资料进行了实例验算,该地区在双向排水条件下的平均震陷量为46.1cm,在单向排水条件下的震陷量为25.7cm,计算结果与该地区地震后的实测资料基本吻合,验证了该计算方法的可行性。

为提高露天矿山的设计效率和经济效益,针对传统手工方法圈定露天境界时存在的准确度低、工作量大等缺点,提出在价值块段模型(Economic Block Value Model,EBVM)基础上运用Lerchs-Grossmann算法求解大型复杂露天矿山境界优化问题的方法。详细阐述了EBVM的构建途径,构造了求解境界优化问题的线性规划数学模型,并从图论学的角度介绍了Lerchs-Grossmann算法的求解步骤。该方法已在DIMINE数字采矿三维平台中得到实现,并应用于实际露天矿山的境界优化和设计中。结果表明,该方法能够快速准确地求解出不同参数条件下的最优开采方案,克服了传统手工方法的弊端,为矿山的设计生产和资源的优化利用提供了依据和保证。

为实现MEMS微结构周期运动过程中平面运动位移测量及其动态特性参数的高分辨力测量,本文针对频闪成像技术获得的微结构运动图像序列,提出一种基于相位相关技术与奇异值分解技术相结合的亚像素测量方法。该方法通过相位相关技术将图像的空间坐标转换为频域坐标的参数空间,然后通过奇异值分解技术处理得到的相关矩阵,最后利用最小二乘法线性拟合,得到物体水平位移的亚像素测量结果。实验结果表明,用该方法测量MEMS微结构平面运动位移能达到亚像素精度,从而提高测量结果的稳定性和减少测量误差。

木材颜色是决定消费者印象的重要因素,为了提高木制品的装饰作用和产品价值,要对木材及木质材料进行着色。将计算机配色的方法用于木材染色中,能加快染料配方生成的速度并将极大地提高工作效率、节约成本。本文研究了一种运用动态模糊神经网络建立的木材染色颜料配方预测模型,所谓的“动态”是指模糊神经网络的网络结构不是预先设定的,而是动态变化的,即在学习开始前,没有一条模糊规则,其模糊规则在学习过程中逐渐增长而形成的。在论述建模方法的基础上,对算法中的学习规则和参数确定进行了研究。模型为三输入三输出系统,输出就确定为活性艳红X-3B、活性黄X-R、活性蓝X-R的浓度值,输入为色差,该模型预测相对误差为0.52%,训练时间为128s,结果比较令人满意。这种方法为木材染色配色提供了一种新的途径,同时也为其理论在配色系统中的应用提供了新的思路,具有一定的理论研究价值和实际应用价值。

以InGaAs/GaAs应变量子阱材料为例,讨论了量子阱结构中的应变效应,用k·p微扰理论给出包括重空穴带、轻空穴带和自旋-轨道分裂带相互作用和考虑应变作用的6×6 Luttinger-Kohn哈密顿量,利用Matlab精确求解,并进行数值模拟得到了布里渊区中心的导带结构、价带结构和包络函数。结果表明,应变的引入使晶体产生畸变,改变了晶体结构的对称性,进而改变了材料的能带结构,提供了一种有效的能带裁剪手段。特点是将带隙、带边偏置比和能带结构计算系统结合起来,构成一个完整体系,该模型同样适用于其他III-V族的半导体量子阱的能带结构。

包气带是污染质进入地下水必须经过的介质,对地下水的污染源强起到至关重要的作用。本文应用HYDRUS-1D模型模拟了污染物进入地下水前在包气带中的迁移转化过程,构建了基于过程的地下水污染评价方法。并以某尾矿库为例,进行了污染质在土壤-地下水系统运移模拟与污染评价的耦合研究。结果表明,使用基于过程的地下水污染评价方法与传统单一对地下水进行模拟预测评价的方法相比,能够较准确地反映地下水污染源强的时空变化过程。该理论完善了地下水污染预测评价的方法,为预防地下水污染提供了理论基础及实践指导。

流式处理器针对数据并行的应用,提供多个简单的处理单元及它们之间的高带宽通道,通过高计算密度掩盖传输延迟,支持高速的数据传输和处理,与通用处理器相比,性能达到了数倍乃至数百倍的提升。在流式处理器的研究中,数据流的调度是个比较重要的问题。本文提出了一种基于拓扑特征的数据流调度策略,该策略包含平分策略和选择策略两种,其中平分策略用于体系结构中固有负载较少的情况,选择策略在固有负载较多时利用拓扑权重来辅助平分策略完成数据流任务的调度。建立了该策略的性能模型,在考虑节点间传输时间的情况下进行讨论,对数据流调度策略的选择提出建议。

研究反应破片对中厚铝合金靶的侵彻效应。设计了一种单发反应破片侵彻效应研究的试验装置,研究了反应破片在不同撞击速度下对中厚铝合金靶的侵彻效应;并利用AUTODYN-2D软件建立了反应破片侵彻中厚铝合金靶板效应的数值模拟方法。结果表明:Al/PTFE反应破片在高速撞击下具有动能和化学能双重毁伤效应,在1346~1645m/s的撞击速度下可发生点火和能量释放,在20mm厚铝合金靶上形成3.41~6.51mm的侵孔,在此基础上开展的数值模拟结果与试验结果也有较好吻合。

为了明确鄂尔多斯盆地东部马家沟组岩盐的地球化学特征和成因,本文通过对碳酸盐岩C、O、Sr同位素及微量元素进行分析和研究,发现研究区内δ13C介于-0.346%~0.108%之间,Sr同位素比值明显较低,Sr/Ba比值均大于1。稀土元素总体上呈现轻稀土元素相对富集,重稀土元素相对亏损的特征。单元素Ce具有微弱的正异常,Eu具有明显的负异常,Sr/Cu比值均大于10,V/(V+Ni)值总体介于0.7~0.8之间。认为该区在马四、马五段沉积期气候干旱炎热,水体较深,处于还原环境,为典型的海相沉积环境,且岩盐在沉积的过程中有可能受到了幔源物质的影响。

根据AVO的响应分类进行储层预测是目前油气勘探中最基础有效的油气勘探方法,但在实际应用中依然存在诸多问题,成功和失败的案例很多。主要原因是影响AVO响应的因素较多,例如岩性、物性、流体性质、成岩作用、地层压力、埋深等。本文以西非海域探井实际测得的物性参数为依据,设计了多个可能的岩石物理模型,并进行正演,归纳和总结了不同流体条件下,AVO响应随埋深的变化特征。指出了浅层由含水砂岩造成的“亮点”与含油气砂岩在AVO响应特征的不同,对经典AVO分类在该地区的应用做了补充,并给出了该区AVO分类有效应用的经验深度范围。

物源方向研究是沉积相研究的重要内容,物源方向代表了地质历史时期古水流的方向,控制了砂体的展布范围和延伸趋势。因此,物源方向的分析和研究对沉积相展布、储层评价及油气成藏等综合分析起着重要作用。本文结合盆地区域地质背景、重矿物组合、砂岩厚度及沉积砂体展布特征,对松辽盆地大安沿江地区葡萄花油层进行物源分析。结果表明:大安沿江地区葡萄花油层西区受西北物源(北西、北西西两分支)控制,南山湾地区受北部物源北东向分支控制。

TiO₂光催化剂具有禁带宽度较大、光生电子-空穴易复合等缺点,因而国内外关于TiO₂光催化剂的改性研究很多。本文综述了贵金属沉积、元素掺杂(金属离子掺杂、非金属掺杂、共掺杂)、复合半导体、表面光敏化、表面酸化等TiO₂光催化剂改性方法及原理。其中,非金属掺杂和共掺杂改性可使TiO₂光响应波长红移,同时保留TiO₂对紫外光的响应,从而实现良好的处理效果叠加。最后展望了TiO₂光催化剂改性研究的未来研究方向,即兼顾生产成本,保持TiO₂在复杂环境下的稳定性,并提高其回收利用率。

轻质油藏高压注空气提高采收率技术已经被证实是一种行之有效的提高采收率技术,该技术的发展为油田提高采收率开辟了新的道路。本文总结国内外轻质油藏高压注空气技术矿场试验及室内研究技术的发展历程,阐述了目前国内外轻质油藏高压注空气驱油机制的研究现状,明确了注空气实施过程中油藏筛选及评价、工程设计、现场实施三大环节之间的相互关系,并对各个阶段需要实施的主要内容和考虑的关键因素予以详细说明。根据目前国内外提高采收率技术现状,分析了轻质油藏高压注空气技术的特点和优势,指出了对于水驱后油藏或正在进行水驱的油藏、低渗及超低渗注水开发困难的油藏、高温高盐油藏等,轻质油藏高压注空气具有巨大的经济潜力和广阔的应用前景。